鋁合金冷軋板帶孔洞缺陷及預(yù)防策略研究

黃志濤

（商丘陽(yáng)光鋁材有限公司，河南 商丘 476000）

鋁合金冷軋板常見的缺陷包括孔洞缺陷、邊裂缺陷以及氧化鐵皮壓入缺陷等，本文將針對(duì)鋁合金冷軋板帶孔洞缺陷的成因展開論述，提出對(duì)孔洞缺陷采取的幾點(diǎn)有效預(yù)防策略，以供參考。

1 導(dǎo)致鋁合金冷軋板帶孔洞缺陷的原因

冷軋板帶孔洞缺陷屬于板材的質(zhì)量缺陷，在冷軋板使用過程中，這種質(zhì)量缺陷往往影響板材的正常使用，不僅給生產(chǎn)制造企業(yè)帶來經(jīng)濟(jì)損失，同時(shí)，如果將存在質(zhì)量缺陷的板材應(yīng)用于產(chǎn)品當(dāng)中，也會(huì)給廣大消費(fèi)者的利益帶來?yè)p害。下面針對(duì)鋁合金冷軋板帶產(chǎn)生孔洞缺陷的原因進(jìn)行分析解讀。

1.1 由坯料質(zhì)量不過關(guān)導(dǎo)致的冷軋板帶孔洞缺陷

鋁合金坯料質(zhì)量不過關(guān)是導(dǎo)致冷軋板帶孔洞缺陷的主要原因。在生產(chǎn)加工過程中，鋁合金坯料當(dāng)中往往摻雜了各種雜質(zhì)，這些雜質(zhì)的存在會(huì)使板帶表面產(chǎn)生大小不一的孔洞，這些孔洞的主要特征是：孔洞與鋁合金板帶的軋制分布方向一致，整體呈現(xiàn)出撕裂形狀，部分孔洞會(huì)呈現(xiàn)出月牙形，而且孔洞常常連片出現(xiàn)，一些面積較大的孔洞周邊，也會(huì)分布一些較為細(xì)密的、形狀較小的孔洞。孔洞的邊緣并不會(huì)出現(xiàn)劃傷或者擦傷情況。對(duì)于出現(xiàn)孔洞的板材來說，正面與反面的孔洞樣貌以及形態(tài)大小幾乎相同，而且周圍往往出現(xiàn)起皮現(xiàn)象。冷軋板帶孔洞缺陷的宏觀形態(tài)見圖1。

圖1 冷軋板帶孔洞缺陷的宏觀形態(tài)

鋁合金坯料所含有的雜質(zhì)成份，通常包括氧化合物以及碳元素等，這些雜質(zhì)通常情況下是由于爐料在經(jīng)過反復(fù)使用后，而殘留在冷軋板內(nèi)部，當(dāng)冷軋板帶內(nèi)部所含雜質(zhì)超過標(biāo)準(zhǔn)值范圍時(shí)，就會(huì)嚴(yán)重破壞板材的連續(xù)性，而鋁合金坯料的塑性指標(biāo)就會(huì)大幅下降，當(dāng)冷軋板處于軋制狀態(tài)時(shí)，鋁合金坯料本身的厚度值就會(huì)縮減，板材也會(huì)越來越薄，而此時(shí)，內(nèi)部雜質(zhì)的化學(xué)物質(zhì)就會(huì)借機(jī)侵蝕板材外表面，使冷軋板帶表面出現(xiàn)開裂現(xiàn)象，既而引發(fā)孔洞缺陷，出現(xiàn)嚴(yán)重的孔洞缺陷，冷軋板的使用價(jià)值將大打折扣，甚至無法投入正常的生產(chǎn)加工過程，加大了生產(chǎn)制造企業(yè)的成本投入，同時(shí)也影響了正常的生產(chǎn)加工流程[1]。

1.2 異物介入導(dǎo)致孔洞缺陷

在冷軋板的軋制過程中，受到外界環(huán)境以及人為因素的影響，常?；烊胍恍┊愇?，經(jīng)過長(zhǎng)期積聚與化學(xué)作用，板材表面極易出現(xiàn)孔洞缺陷。這種孔洞缺陷常常表現(xiàn)為一個(gè)孔洞或者連串孔洞的形態(tài)，孔洞形狀不規(guī)則，尺寸不一。這種孔洞缺陷的成因主要涵蓋以下四個(gè)方面：

（1）軋輥輥面吸附的異物。在冷軋板軋制過程中，軋輥的輥面吸附的外界異物極易發(fā)生脫落現(xiàn)象，這些異物不經(jīng)過及時(shí)有效處理，混入鋁合金板帶當(dāng)中，并隨同軋制過程被一同軋入板帶內(nèi)部，由于這些異物排布不均，加之化學(xué)作用的影響而導(dǎo)致出現(xiàn)孔洞缺陷。

圖2 異物介入導(dǎo)致孔洞缺陷的宏觀形態(tài)

（2）軋制前的異物混入。在鋁合金板帶軋制前，由于存放區(qū)域不當(dāng)，或者由于人為原因，使得場(chǎng)地內(nèi)的一些異物混入到板材當(dāng)中，當(dāng)進(jìn)行軋制時(shí)，這些被肉眼忽略的異物被軋制在板材當(dāng)中，進(jìn)而使冷軋板帶表面出現(xiàn)大小不一的孔洞。

（3）外來金屬的黏結(jié)。鋁合金坯料表面極易吸附一些金屬黏結(jié)物，或者操作人員在進(jìn)行攪拌作業(yè)時(shí)，將這些外界金屬黏結(jié)滯留在坯料內(nèi)部，這些黏結(jié)物與板材發(fā)生化學(xué)作用，經(jīng)過一段時(shí)間的累積，冷軋板帶表面也會(huì)出現(xiàn)形狀各異的孔洞[2]。

（4）軋制階段的飛濺物導(dǎo)致孔洞缺陷現(xiàn)象的發(fā)生。鋁合金在軋制階段，由于軋機(jī)的導(dǎo)輥與鋁合金板帶經(jīng)常發(fā)生碰撞摩擦，在二者接觸過程中，產(chǎn)生出的飛濺物極易混入軋制裝置當(dāng)中，隨同軋制過程，這些飛濺物被軋制在板材當(dāng)中。因?yàn)檫@些飛濺物通常屬于合金碎塊，其表面溫度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于板材溫度，所以這些合金物質(zhì)很難塑形，當(dāng)冷軋板帶的厚度慢慢變薄以后，這些不易變形的合金物質(zhì)就會(huì)在板材表面形成突起，而產(chǎn)生孔洞缺陷。異物介入導(dǎo)致孔洞缺陷的宏觀形態(tài)見圖2。

1.3 軋輥產(chǎn)生的孔洞缺陷

軋輥?zhàn)鳛殇X合金冷軋機(jī)的重要組成部分，如果在工作運(yùn)行過程中，出現(xiàn)異常運(yùn)行現(xiàn)象，也會(huì)給鋁合金冷軋板表面帶來不得影響，進(jìn)而產(chǎn)生孔洞缺陷。由軋輥產(chǎn)生的孔洞缺陷不屬于板材的質(zhì)量缺陷，即便板材質(zhì)量過關(guān)，因軋輥異常原因?qū)е碌目锥慈毕菀矡o法規(guī)避。由于冷軋機(jī)中的軋輥始終處于運(yùn)行狀態(tài)，自身的負(fù)荷量隨著工作進(jìn)程的加快而逐漸加大，此時(shí)，軋輥當(dāng)中的零部件由于不堪忍受重負(fù)，而出現(xiàn)損壞情況。

軋輥的使用頻率較高，其表面容易吸附金屬飛濺物，當(dāng)這些飛濺物被軋制在板材當(dāng)中時(shí)，板材表面就會(huì)出現(xiàn)分布不均勻的孔洞。這種孔洞缺陷往往在熱精軋工序中較為常見，而導(dǎo)致軋輥工作異常的原因主要是因?yàn)闈?rùn)滑不到位，當(dāng)軋輥長(zhǎng)時(shí)間處于運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，各個(gè)零部件不能得到及時(shí)得到潤(rùn)滑，零件之間的摩擦系數(shù)增大，軋輥表面極易破損，而且隨著運(yùn)行進(jìn)程的推進(jìn)，軋輥表面的粗糙度也會(huì)隨之增大。在生產(chǎn)加工作過程中，如果采用質(zhì)地比較軟的板材，板材與軋輥之間，摩擦力也會(huì)顯著提高，這也加速了板材表面出現(xiàn)孔洞的進(jìn)程。此外，軋輥在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，很容易吸附大量的鋁粉，當(dāng)這些鋁粉堆積到一定程度時(shí)，就會(huì)混入板材當(dāng)中，板材表面也會(huì)出現(xiàn)孔洞。

2 鋁合金冷軋板帶孔洞缺陷的預(yù)防策略

（1）坯料雜質(zhì)的預(yù)防策略。由于坯料雜質(zhì)是導(dǎo)致冷軋板帶孔洞缺陷直接原因，因此，板材加工技術(shù)人員以及操作人員應(yīng)注重鋁合金坯料的純凈度，盡量避免坯料夾雜現(xiàn)象的發(fā)生。在鋁合金坯料生產(chǎn)過程中，工作人員應(yīng)做到眼到、手到，及時(shí)發(fā)現(xiàn)鋁合金板材上的雜質(zhì)，并采取有效措施予以清理。由于在生產(chǎn)加工過程中，往往需要在新材料當(dāng)中摻雜舊材料，工作人員應(yīng)熟練掌握摻雜比例，不得過量，更不能低于標(biāo)準(zhǔn)量要求。過去，由于熔煉方法過于陳舊，鋁合金坯料的熔煉過程往往采取粗煉的方法，采用這種方法，坯料當(dāng)中的雜質(zhì)含量往往與標(biāo)準(zhǔn)要求相差甚遠(yuǎn)，這就加大了孔洞缺陷的發(fā)生幾率。近年來，由于新方法、新工藝、新材料的普遍應(yīng)用，鋁合金在熔鑄過程中，通常都采用精煉的方法，這樣就可以有效避免雜質(zhì)的摻入。另外，在生產(chǎn)作業(yè)過程中，工作人員應(yīng)積極做好熔體的凈化，只有對(duì)熔體進(jìn)行全面凈化，板材內(nèi)的雜質(zhì)含量才會(huì)大幅降低，這樣也能夠有效避免孔洞缺陷的發(fā)生。

（2）異物介入導(dǎo)致孔洞缺陷的預(yù)防策略。在鋁合金冷軋板軋制過程中，外界異物極易混入板材當(dāng)中，針對(duì)這種情況，工作人員應(yīng)事先做好預(yù)防工作，對(duì)待使用的鋁合金坯料進(jìn)行表面清理，減少異物雜質(zhì)粘著表面壓入帶材，這樣能夠有效避免板材表面出現(xiàn)孔洞。此外，在冷軋板軋制時(shí)，常常出現(xiàn)跑偏現(xiàn)象，相關(guān)技術(shù)人員就不斷提升自身的專業(yè)技術(shù)水平，提高鋁合金冷軋工藝的穩(wěn)定性，防止跑偏事故的發(fā)生。在日常生產(chǎn)過程中，無論是基層操作人員還是現(xiàn)場(chǎng)管理人員，應(yīng)加大檢查力度，檢修人員應(yīng)及時(shí)對(duì)冷軋機(jī)進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)，使其滿足正常的生產(chǎn)加工需要[3]。

（3）軋輥產(chǎn)生孔洞缺陷的預(yù)防策略。由于冷軋機(jī)軋輥表面極易吸附空氣中的雜質(zhì)和異物，因此，應(yīng)定期對(duì)軋輥表面進(jìn)行清理，始終保持軋輥表面處于清潔狀態(tài)。此外，應(yīng)加強(qiáng)日常巡視檢查頻次，對(duì)軋輥進(jìn)行定期檢查和維護(hù)，如果發(fā)現(xiàn)軋輥運(yùn)轉(zhuǎn)異常，應(yīng)及時(shí)予以處理，更換相關(guān)零部件，以有效降低孔洞缺陷的發(fā)生幾率。

3 結(jié)語(yǔ)

由于冷軋板帶的孔洞缺陷會(huì)給產(chǎn)品質(zhì)量帶來嚴(yán)重的負(fù)面影響，因此，在鋁合金冷軋板的軋制過程中，應(yīng)盡量規(guī)避孔洞缺陷的發(fā)生，在掌握孔洞缺陷成因的前提下，將預(yù)防工作做好、做實(shí)、做細(xì)，以提升產(chǎn)品的整體質(zhì)量，給生產(chǎn)加工企業(yè)帶來更多的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益。